Происхождение предбиологических систем - Опарин А.И.
Скачать (прямая ссылка):
Серин ++
Глутаминовая кислота +
Треонин +
Лейцин +
Изолейцин +
Аргинин +
а-Амино-м-масляная кислота +
Р-Аланин ++
а,р-Диаминопропионовая кислота ++
Из смеси СН20 + N2H4 -f Н20
Глицин ++
Валин ++
Лизин ++
ультрафиолетовый свет в области 260 и 280 ммк. Полностью эти вещества еще не идентифицированы.
При термической обработке других простых смесей образовывались иные биохимически важные соединения. Так, если ацетамид, образующийся при облучении протонами метана, аммиака и воды [3], подвергнуть термическому разложению, то, кроме вышеназванных а-аминокислот, возникают р-аланин и его предшественник Р-аминопропионитрил. Как было показано ранее, аминокислоты могут также синтезироваться и под воздействием ультрафиолетовых лучей [34].
Ясно, что аминокислоты могут быть получены при действии любого из трех видов энергии (тепловая энергия, ионизирующее излучение или ультрафиолет). Более того, как я и предполагал ранее, можно синтезировать биологически важные соединения без применения этих видов энергии — в случае если для синтеза будут использованы высокореакционноспособные предшественники. Действительно, аминокислоты удалось синтезировать из смеси формальдегида, гидроксилами на и воды [42], из формальдегида, гидразина и воды [24], а также из цианистого водорода, аммиака и воды [21, 39]. Эти аминокислоты приведены в табл. 5.
Б. МЕХАНИЗМЫ
Теперь мы подошли к вопросу, каким образом синтезировались аминокислоты в вышеописанных опытах. Для упрощения ограничимся лишь опытами с метаном, аммиаком и водой и примем, что один из конечных этапов включает конденсацию Штрекера [27, 42]; в этом случае возникает два вопроса: каким образом синтезируется алифатический или ароматический альдегид и как протекает конечная конденсация?
Низкомолекулярные алифатические углеводороды, превращающиеся в конечном счете в алифатические альдегиды, могут образовываться двумя путями (фиг. 5). Если бы в гомогенной системе функционировал механизм рекомбинации радикалов, то это привело бы главным образом к возникновению изомерных или разветвленных углеводородов. В случае же, если функционирующий механизм будет действовать на поверхности, подобно синтезу Фишера — Тропша [12], это, напротив, должно привести к преимущественному образованию нормальных неразветвленных углеводородов.
Полученные результаты [11, 34] говорят в пользу преобладания механизма с участием радикалов. В этом плане было бы интересно исследовать низкомолекулярные углеводороды углистых хондритов с целью установить относительное содержание развет-
вленных и нормальных углеводородов. Это помогло бы нам выяснить, какой из двух механизмов преобладал в космическом пространстве в период, предшествовавший образованию Земли. Для синтеза ароматического углеводорода стирола был предложен свободнорадикальный механизм, включающий в качестве промежуточной стадии образование ацетилена [35]. Стирол в свою очередь способен превращаться в фенилаланин и тирозин.
Преобладающий Возможные' механизмы ивлвводооод
Рекомбинация ^V-^CCC Разветвленный
свободных ссс; (изомерный)
радикалов 4
СС'
СССС , ,
С (7>
СС (*90%) (*80%)
Катализ на поверх- СССС___*>ССССС Неразветвленный
ности (типа синте-
за Фишера -Tponwa) ^^ССС —а^СССС (с нормальной цепью)
С С (г)
(=ю%) {~ю%)
Фиг. 5. Возможные механизмы образования низкомолекулярных углеводородов.
1 — радикалы вторичных атомов углерода имеют наивысшую стабильность; поэтому преобладает образование углеводородов с разветвленной цепью; 2 — наращивание происходит с одного конца растущей цепи; при этом преимущественно образуются углеводороды с иеразветвленной цепью.
Образовавшиеся углеводороды превращаются затем в альдегиды. Этот процесс осуществляется в результате дегидрирования под действием гидроксильных радикалов (фиг. 6). Гидроксильные радикалы возникают в результате разложения воды под действием высокой температуры, ионизирующей радиации, коротковолнового ультрафиолета или же электрических разрядов. Этот процесс начинается с отщепления от углеводорода атома водорода ОН-ради-калом; при этом образуется алкильный радикал, который с другим ОН-радикалом дает спирт. Затем спирт аналогичным путем превращается в альдегид. Возникает вопрос, почему, если у нас образуется первичный спирт, то мы получаем альдегид, а не гликоль? Согласно данным радиационной химии, спирты превращаются именно в альдегиды, а не в гликоли. Очевидно, благодаря электроотрицательности атома кислорода атомы водорода, присоединенные к углероду оксиалкильной группы, легче отщепляются
